CN102460629A - 在不利条件下执行均匀的剂量注入的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种离子注入系统(100)和相关的方法包括扫描仪，配置成将笔状离子束扫描成带状离子束(110)，和束弯曲组件(112)，配置成接收具有第一方向的带状离子束，并且将带状离子束弯曲以沿第二方向行进。系统还包括末端站，定位在束弯曲组件的下游，其中末端站(102)配置成接收沿第二方向行进的带状离子束，并且进一步配置成将工件(104)固定，离子注入所述工件内。此外，系统包括束电流测量系统(122，124，106)，位于束弯曲组件的出口开口处，并且配置成在束弯曲组件的出口开口处测量带状离子束的束电流。

Description

在不利条件下执行均匀的剂量注入的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年5月1日递交的第61/049,717号专利的名称为“在不利条件下执行均匀的剂量注入的系统和方法”的优先权权益，其在此通过参考将其全文并入。

技术领域

本发明大体涉及离子注入系统，并且更具体地涉及在不利条件下(例如在覆有光致抗蚀剂的工件/晶片的植入期间的重度排气)用于执行剂量测定控制的系统和方法。

背景技术

在制造半导体器件时，离子注入被用以对半导体进行杂质掺杂。在集成电路的制造期间离子束注入装置用来以离子束处理硅晶片，以便形成n型或p型非本征材料掺杂或形成钝化层或保护层。当被用于掺杂半导体时，离子束注入装置注入一选定的离子种类以产生期望的非本征材料。注入由诸如锑、砷、或磷的源材料所产生的离子得到“n型”非本征材料的晶片，而如果想得到“p型”非本征材料晶片，可注入诸如硼、镓、或铟的源材料所产生的离子。

典型的离子束注入装置包括离子源，其用于自可离子化的源材料产生正电荷的离子。产生的离子形成为束且沿着预定的束路径被引导至注入站。离子束注入装置可包括在离子源与注入站之间延伸的束形成和成形结构。束形成和成形结构维持离子束且界定该束流通过于其途中至注入站的伸长的内部腔部或通道。当操作注入装置，此通道通常被抽真空以降低离子由于碰撞于气体分子而偏转离开预定束路径的几率。

剂量测定是测量注入在晶片或工件中的离子。在控制注入离子的剂量中，通常地利用闭合回路反馈控制系统，以便动态调节注入以实现在注入工件中的均匀度。这种控制系统利用实时电流监测以控制工件慢扫描速度。法拉第碟或法拉第杯周期地测量束电流并调节慢扫描速度以确保恒定调配剂量。频繁的测量允许剂量控制系统以快速响应于束电流的变化。法拉第杯接近工件放置，由此使得其对实际调配工件剂量的束电流敏感。

剂量测定系统的目的是为了了解传送至工件的掺杂物的量，并且在离子注入应用中，这通过测量电流(即：束电流)完成。若所有掺杂物粒子带相同的电荷值q，每秒传送至晶片的掺杂物粒子“n”的数量仅由所测量的电流(束电流)“i”(安培)给出，如下式：

n＝i/(qe)，

其中e是电子电荷的值，其约为1.6×10^-19库仑。通常，所有离子具有相同的电荷值且电荷值q是一个整数。若离子束是由不同的电荷状态的离子(包括电荷值为零的中性粒子)所组成，则q是电荷值与其电荷状态分布的加权平均值并且前面给出的简单关系不再成立。因为离子束的电荷状态分布可以改变(通过将详细介绍的电荷交换反应)且难以测量，特别是由于其可能含有大部分的中性原子(其无法用任何电的方法测量)，付出很大的努力保持离子束的电荷值在初始期望的单一值。

然而，一些处理是用以使改变离子的初始的电荷值，且一个这种处理被称为电荷交换反应。当高速离子紧密接近另一个分子或原子，该离子可能从该分子或原子拾取或获取电子(即：电子“拾取”反应)，或可能释放电子至该分子或原子(即：电子脱离反应)。前者反应将离子电荷的值减小1，例如，一单电荷离子变成一中性粒子，即：电中性的原子。后者将离子电荷的值增大1，例如：一单电荷的离子变成一双电荷的离子

在离子注入系统中，花费大量的精力通过维持离子的整个路径在高的真空度(通常为在＜1×10^-6托(torr))以防止频繁发生这些电荷交换反应。然而，在处理半导体制造的许多离子注入应用中，工件(半导体晶片)部分地覆盖称为光致抗蚀剂的薄有机膜，以屏蔽某些区域，并由此选择地仅掺杂晶片的期望的部分。当高速的离子撞击在晶片的光致抗蚀剂层，有机膜的一些分子键被打断并且释放的原子的部分形成气体，很可能是氢气。释放气体的量可能很多并且可以运作以降低在离子束路径的真空水平，且在极端的情形，在离子束中几乎50％的离子经历电荷交换反应。

针对每个电荷交换反应，存在称为反应横截面的值，其描述在剩余原子的单位密度下的反应发生机率。反应横截面以面积的尺寸的形式给出(如同其名称所指，通常是平方厘米)，且其值通过离子速度、离子电荷值、离子质量以及剩余气体原子而在宽的范围内变化。若针对改变离子电荷x至y的反应而将电荷交换横截面的值表示为σ_xy，在已经通过气体层后电荷值从原始电荷x改变至最后电荷值y的离子束的部分给定为：

f_y≈3.3×10¹⁶p*L*σ_xy，

其中，p是真空压力(单位为托)，且L是通过的长度(单位为厘米)。原始电荷状态x的部分如下式表示：

f_x＝1-(f_x-1+f_x-2+...)-(f_x+1+f_x+2+f_x+3+...)

且在右边的第二项是针对在电子“拾取”反应，而第三项是针对在脱离反应。

使用最后电荷部分f_y，在通过气体层后，计算的平均电荷值为：

q_av＝f_x*x+{f_x-1*(x-1)+f_x-2*(x-2)+...}+{f_x+1*(x+1)+f_x+2*(x+2)+...}。

对于实际应用，最后电荷状态可限制为0与3之间的值。例如，对于在+1(x＝1)的起始的离子电荷的情况，

q_av≈(1-(f₀+f₂+f₃))+{f₀*0+f₂*2+f₃*3}。

此外，当所有的脱离反应的离子束能量足够低以至于可忽略地小(σ₁₂≈σ₁₃≈0)且仅有的电荷交换反应是电子拾取，该公式变得简单得多：

q_av≈1-f₀。

在此简化的实例中，针对在掺杂原子的数目“n”的公式由测量的束电流i给出：

n＝i/((1-f₀)*e)，

即：针对在相同的束电流掺杂原子的数目以1/(1-f₀)倍增大。

上述的实例显示：为了通过测量的束电流得到掺杂物的实际数目，必须知道f₀，即：电荷交换离子的部分，这是很难知道的。

图1示出现有技术的离子注入系统，其对剂量测定控制采用压力补偿。离子束9离开离子源2，并且通过质量分析器3进行质量分析，然后被引导朝向末端站5，在一个示例中末端站5是其中包含多个工件6的批量系统。法拉第杯7通过在盘上的狭缝8且在末端站的后方即刻测量到达晶片的离子束。因为到达盘的掺杂物粒子的数目必须通过在法拉第杯7的测量的束电流用上面包含依次依赖于束流路径内的压力的因子f₀的公式计算，这种方法使用放置在处理室15的离子计16所测量的瞬时压力对在测量的束电流根据经验进行校正。

在这种方法中，束电流与晶片上的原子数目之间的比例因子是针对在各个注入条件而根据经验来确定的，根据各个注入“配方(recipe)”，即：该注入的离子束能量、质量、电荷值、束电流、与注入的总剂量水平。这种P运算电路(p-comp)方法的缺点是：对每个注入配方必须在实际注入前确定经验因子且必须尽力使得该因子长时间维持不变。现有技术的解决方案的另一个问题在于：在压力与剂量之间的假设作用近似倾向于在较高压力条件下破坏。因为这个问题，一些使用者限制束电流以保持近似有效值，但是这负面地影响生产力。

因此，期望改进的用于执行剂量测定控制的系统和方法。

发明内容

下面给出简化的发明内容以便提供本发明的一个或多个方面的基本的理解。发明内容不是本发明的宽的总的看法，并且不是为了确认本发明的关键的或至关重要的元件，也不是描述本发明的范围。相反，发明内容的主要功能是为了以简化的方式给出本发明一些概念，作为后面描述的更详细的说明书的前奏。

提供一种离子注入系统，包括扫描仪，配置成将笔状离子束扫描成带状离子束，和束弯曲组件，配置成接收具有第一方向的带状离子束，并且将带状离子束弯曲以沿第二方向行进。系统还包括末端站，定位在束弯曲组件的下游，其中末端站配置成接收沿第二方向行进的带状离子束，并且进一步配置成将工件固定，离子注入所述工件内。此外，系统包括束电流测量系统，位于束弯曲组件的出口开口处，以及配置成在束弯曲组件的出口开口处测量带状离子束的束电流。根据本发明的另一方面，系统包括剂量测定控制系统，配置成接收来自束电流测量系统的测量的束电流并控制在末端站上沿大体与第三方向正交的第四方向的工件扫描。

在本发明的一个方面，束电流测量系统包括在其入口处具有一个或多个狭缝的法拉第杯，其中一个或多个狭缝操作以将带状离子束的离子的接收限制在相对于法拉第杯的轴线的预定角度范围。

在本发明的另一个方面，系统还包括闸门，可操作地与法拉第杯相关联，并且配置成选择地阻止法拉第杯记录束电流。在一个实施例中，闸门配置成作为定位在束弯曲组件上游的扫描仪的扫描电压的函数选择地阻止法拉第杯记录束电流。在另一实施例中，闸门配置成允许法拉第杯在扫描离子束掠过法拉第杯入口处的一个或多个狭缝时记录束电流，并阻止法拉第杯记录其他的束电流。

根据本发明的另一方面，带状离子束包括沿其宽度方向的边缘，以及束电流测量系统包括两个法拉第杯，每一个法拉第杯定位在束弯曲组件的出口开口处带状离子束的相应的边缘。剂量测定控制系统配置成一起接收并平均来自两个法拉第杯的测量的束电流，并控制工件在末端站上大体与第一方向正交的第四方向上的扫描。根据本发明的还一方面，末端站在处理室内，所述处理室具有可操作地与其相关的真空泵以在其内实现真空。此外，束弯曲组件位于磁体室内。系统还包括传导限制器，传导限制器配置成将处理室与磁体室耦合在一起，并且所述传导限制器还配置成减少从末端站上的工件至磁体室排气的流入通量。

根据本发明的另一方面，一种在离子注入系统内执行剂量测定控制的方法，包括下列步骤：使用束弯曲组件弯曲带状离子束和测量在束弯曲组件的出口开口处带状离子束的束电流。所述方法还包括作为测量的离子束电流的函数控制工件相对于带状离子束的扫描。

在一个实施例中，测量束电流的步骤包括将法拉第杯定位在束弯曲组件的出口开口处。在另一实施例中，所述方法包括将通过法拉第杯接收的带状离子束的离子的接收限制至相对于法拉第杯的轴线的预定角度。在还一实施例中，带状离子束包括沿其宽度方向的边缘，并且所述方法包括测量束电流的步骤，包括将法拉第杯定位在束弯曲组件的出口开口处带状离子束的每个边缘。平均所测量的来自法拉第杯的束电流并且作为平均束电流的函数控制工件的扫描。

根据本发明的另一方面，所述方法包括在弯曲带状离子束之前将笔状束扫描成带状离子束；和作为将笔状离子束扫描为带状离子束的函数选择地阻止法拉第杯记录束电流测量值。在一个实施例中，选择地阻止的步骤包括允许法拉第杯在扫描的离子束流掠过法拉第杯时记录束电流，并且阻止法拉第杯记录其他的束电流。

根据本发明的另一方面，工件位于处理室内的末端站上，并且束弯曲组件位于磁体室内。在这种情况下，所述方法包括用配置成减小从工件到磁体室的排气的流入通量的传导限制器将处理室耦合至磁体室。

为了实现前面的和相关的末端，本发明包括随后充分地描述的且在权利要求中特地指出的特征。下面的说明书和附图详细地给出本发明的某些示例性方面。然而这些方面是示例，仅是可以采用的本发明的原理的不同方式的一部分。本发明的其他方面、优点以及新颖的特征通过下面的详细说明书在结合附图考虑时变得清楚。

附图说明

图1示出现有技术的基于压力补偿的具有剂量测定控制系统的离子注入系统的系统水平图；

图2是根据本发明至少一方面的离子注入系统的部分；

图3是示出本发明的不同方面和优点的示意图；

图4-6示出根据本发明一个或多个方面的电闸门的平面图；

图7是示出根据本发明还一实施例的执行剂量测定控制的方法的流程图。

具体实施方式

本发明将参考附图进行描述，其中，相同的附图标记用于表示附图中的相同元件。本发明提出一种确定在离子注入装置中应用的确定压力补偿因子的系统与方法。

如上所述，在离子束与剩余气体之间的电荷交换反应可以增加或减去这种离子的电子，由此从配方中表示的值改变不同的离子的电荷状态。当电荷交换反应为中性时，入射的离子通量的部分为中性的。结果是所检测的电流减小，但是实际的粒子电流或通量(包括中性粒子)保持不变。当电荷交换反应是电子脱离，则离子通量的一部分损失电子，结果是电流增大，但是粒子电流保持相同。

对于电荷交换是问题的通常的配方，射束比在脱离过程经受更多的中性化。结果，每当末端站压力升高，法拉第杯测量的束电流减小。束中的离子是中性的，但是它们不被剩余气体偏转或截止。在束管线内最后的束弯曲组件之后每个时刻每个区域的掺杂原子、剂量比率没有被电荷交换改变。注入的中性粒子对工件所接收的剂量做出贡献，但是没有被法拉第杯测量，因而在剂量测定控制中没有被正确地计算。结果，工件被超剂量了。因此，本发明的发明人认识到，需要改进剂量测定控制。

本发明的发明人认识到，现有技术剂量测定控制系统的关键问题在于用于测量束电流的法拉第杯非常靠近被注入工件，并且离离子注入束管线的最后的束弯曲组件太远。本发明通过移动束测量系统，例如移动法拉第杯至束管线的最终束弯曲组件的出口开口(例如角度校正磁体或角能量滤波器)处而克服与现有技术相关的多个缺点。因此，在束测量系统测量的束电流基本上与工件表面处实际的离子粒子通量相符。根据下面的介绍将更加充分地认识多个有利的特征。

图2示出根据本发明一方面的离子注入系统束管线100的一部分。处理室102包含工件或半导体晶片104，其通过剂量测定系统106，在一个实施例中例如速度控制伺服马达系统，向上和向下机械地移动(即，沿x方向进入纸面或离开纸面)。晶片运动的速度被控制成使得，即使撞击晶片的束的强度因为某些原因而改变，掺杂密度保持恒定。

仍然参照图2，在一个实施例中所示的部分100包括普遍使用的离子注入装置结构的后半部分，通常称为混合扫描单晶片注入装置。在该结构中，形成离子束并且质量分析离子束为笔状束108，并且随后通过静电或通过磁场扫描离子束以形成宽的带状束流112。工件，例如晶片104，沿与离子束宽度正交的方向移动。在图2中，离子束114在离开束弯曲组件112之后沿z方向移动，同时剂量测定控制系统106沿x方向移动工件104。如果离子束强度及时保持绝对的稳定，以恒定速度移动晶片将在晶片的整个区域上实现均匀的掺杂。然而，因为多种原因，例如衰减或光致抗蚀剂排气，离子束强度起伏或波动。在这种情况下，不得不通过剂量测定控制系统106改变晶片运动速度，使得工件上的掺杂密度在时间上保持恒定。

作为稳定状态的DC束(宽的束)或借助快静电或电磁偏转系统，在点108处出现展开的离子束110进入束弯曲组件112，例如磁透镜，有时称为角校正器磁体。替换地，束弯曲组件112可以称为角能量滤波器(AEF)。束弯曲组件112从点108以类似将目标放置在透镜前焦距长度处的光学透镜系统中的方式将扇形散开束转化成平行的宽束。平行离子束的宽度(沿y方向延伸的宽度)与工件的机械运动方向(x方向)正交。在点108处扇形散开的角度被调整成使得离开束弯曲组件112的形成平行化的束具有足够的宽度以覆盖处理室102内的工件的整个宽度或直径。在一个实施例中，束弯曲组件112(例如，角度校正器磁体)被容纳在分离的具有自身的真空泵118的真空室116内并且通过传导限制器118窄的管道连接至处理室102，其在一种实施方式中仅足够宽用于通过整个平行化的离子束。

在束弯曲组件112的出口120，两个窄的法拉第杯122放置在宽的离子束110的两侧以监测和取样离子束电流的一部分。在一个实施例中，在每个窄的法拉第杯122的前面是一个或多个窄孔或狭缝124，其配置成限制离子束至杯的接收角，下面将详细描述。

在一个实施例中，在两个法拉第杯处观察到的离子束电流被加在一起，并且电流的和被提供至剂量测定控制系统106。在一个实施例中，控制系统106将多个束电流读数平均并使用平均束电流控制机械运动或工件沿x方向的扫描，x方向与离子束在y方向上的延伸宽度正交。

图3简单示出本发明的两个法拉第杯的放置于束弯曲组件(即：角度校正器)的立即出口的后方的优点。为了清楚和描述，离子束被假定为在整个束管线上保持窄。束管线被分成三个部分：A部分是束弯曲组件112的前面部分，B部分是束弯曲组件的内部部分以及C部分是束弯曲组件和工件之间的最后的笔直部分。在本发明中，布置两个虚拟法拉第杯，一个在晶片或工件位置224，而另一个226在束弯曲组件的出口开口处。在电荷交换反应是可忽略的良好的真空中，到达法拉第杯224(表示工件的位置)的粒子实际数量与位于束弯曲组件112的出口开口处的法拉第杯224或226测量的束电流相同。当在所有部分(A、B以及C部分)中的真空水平变差并且开始发生电荷交换反应时，电流开始偏离到达法拉第杯224的实际粒子数。

由熟知的洛伦兹力F＝qv×B，行进通过磁场的离子在垂直于磁场方向的平面上被弯曲。弯曲的度数或曲率的半径R为：R＝k*sqrt(质量*能量)/q/B，其中，质量、能量与q是离子的质量、能量与电荷值且B是磁场的场强度。在图3，调整磁场，使得原始(无电荷交换)的离子弯曲以于228而直线射出至法拉第杯224的方向。当一些离子在A部分因为电荷交换反应而改变其电荷状态，它们在磁场内经历不同的弯曲，如220a和220b所示，并且将不到达位于法拉第杯位置224的晶片。在B部分中的离子发生相同的情形，它们改变电荷状态，如222a和222b所示，它们最可能不到达在法拉第杯位置224的晶片。简要地说，因为磁体112内的不同的弯曲度数，在A和B部分内的所有电荷交换离子很可能不到达在法拉第杯位置224的晶片。

对于在束弯曲组件112的出口开口和法拉第杯224之间的C部分内电荷交换离子情况差别很大。在C部分内的所有电荷交换离子将进入法拉第杯224，也就是说，到达法拉第杯224的粒子数不会受到C部分的电荷交换反应的影响，并且如果晶片被放置在法拉第杯位置224，则经历电荷交换反应的离子将对注入有贡献。这是因为在没有可感知的磁场存在那里的情况下在C部分内电荷交换反应不会显著影响离子束方向。然而，在法拉第杯224处的电流受到C部分内存在的电荷交换离子的影响并且因为离子数量和电流之间的关系，必须使用qav，而不是单个值q，并且它们之间的直线关系崩塌。

还参照图3，将估计在束弯曲组件112的出口开口处法拉第杯226处记录的束电流。在一个实施例中，法拉第杯226具有一个或多个与其相关的窄狭缝以在法拉第杯轴线上或法拉第杯轴线附近限制仅接收离子。也就是说，将仅接收在相对于法拉第杯226的轴线的预定角度范围内的离子。到达法拉第杯226的离子必须具有期望的电荷值(例如，单电荷值)，因为所有由于电荷交换反应而具有错误电荷的离子具有诸如220a、220b、222a以及222b的不同轨线并且不在法拉第杯226的轴线上。因此在法拉第杯226处，上面介绍的在粒子数量和束电流之间的公式的简单关系在这里保持不变。此外，在法拉第杯226处测量的所有离子位于直的轴线228上，并且当法拉第杯226缩回时那些离子将笔直地行进至位于法拉第杯224位置处的晶片。因此，即使在存在大量电荷交换反应的时候通过法拉第杯226测量的束电流也极佳地测量到达晶片的离子数量。

重新参照图2，在束弯曲组件112的出口开口处离子束具有宽的束宽度(即：带状束)。代替图3中的法拉第杯226，具有窄的接收角的两个法拉第杯122在离子束的两个边缘处对离子束的一部分取样。具有二个法拉第杯且一个位于宽的带状束的一侧具有明确的优点。当真空水平下降，因为A和B部分内的束路径长度不同，到达晶片的外侧部分和晶片的内侧部分的实际粒子数量开始彼此偏离。因此，工件的一个外边缘接收较少的粒子，因为外轨线路径较长。基于相同的原因在连接器的出口处束的外边缘的法拉第杯比束的内边缘的法拉第杯经历较少的束。如果单独用外法拉第杯表示束，将低估到达晶片朝向内侧的其余部分的粒子实际数量。如果仅在内边缘处单独使用法拉第杯则情形相反。通过使用法拉第杯信号的平均，可以表示到达晶片中间的粒子实际数量并且在整个晶片区域上的误差可以减半。

当高速离子束撞击容纳在图2中的处理室102内的晶片上例如光致抗蚀剂的有机膜时将产生大量的排气。如上所述，在C部分、束弯曲组件112的出口开口和工件104之间的最后的笔直部分中的所有电荷交换反应不影响将到达晶片104的粒子的数量，并且只要剂量测定系统保持完整性，则在C部分内具有稍增大的压力(即变差的真空)是无害的。然而，不良的光致抗蚀剂排气效应引起A和B部分内压力升高，因为其实际地改变了到达工件或晶片的粒子的数量。因此，本发明的一个实施例阻止了A和B部分内真空压力变差。在该实施例中，长的窄传导限制器118连接磁体室116和处理室102以减少排气进入A和B部分的流入通量，并且在磁体室116上或其内安装独立的高真空泵118以在注入过程发生的光致抗蚀剂排气期间保持最佳的真空。

仍然参照图2，在法拉第杯122之前的是设计用以限制接收角的一系列一个或多个狭缝124使得它们仅测量达到晶片的离子，即使它们之后改变电荷。优选地，法拉第杯不应记录相对于法拉第杯轴线具有大的角度且将不到达晶片的离子，例如图3所示的射线222b。根据一个实施例，对于通过在点108扫过窄的束产生宽的带状束的系统还可以通过电的方式提高至法拉第杯的角度准直。假定通过类似图4中示出的三角形波形在点108处向左和向右偏转束流，波形可以被看作随时间偏转，或晶片104上的束位置随时间变化。图5示出在内法拉第杯122处的相应的束电流信号。法拉第杯122仅在束掠过法拉第杯的窄的狭缝时记录并且脉冲的定时与束的瞬时位置和法拉第杯的位置相关联。

在具有如图4所示的波形402和图5中示出的来自法拉第杯(如图2中的法拉第杯122)的典型的放大的信号500的情况下离子束来回移动。在法拉第杯上观察的束脉冲502相对于扫描波形的位置(即，相位)，一个从“上”掠过，一个从“下”掠过。因为法拉第杯122被设置在磁体边缘附近，但是在扫描宽度的稍微内侧，脉冲502出现在波形的峰值附近并且两个脉冲出现非常靠近。对于剂量测定测量，仅采用包含在束脉冲内的束电流(即，电荷)，并且为了剂量测定任何脉冲之间的信号被处理为噪音并且在测量低电流的过程是非常有害的。

噪音(与束扫描不同步)内可能包含来自法拉第杯的漏电流、I/V中产生的直漏干扰(leakage noise)和不规则噪声(random noise)以及由商业频率(硬件相关的存储器)诱发的噪音或来自马达或PWM电源的周期尖脉冲。此外噪音(与束流扫描同步)可以来自实际的束但是被散射，或来自另一轨线的电荷交换反应产物，例如图3中示出的偏离束流22b。

如果电荷交换后的束，例如图3中的射线222b在与主峰不同的位置处进入法拉第杯，其将显露或成为被测量的束电流的一部分，因为其来自扫描的不同的相位。因此，这种偏离束构成噪音，其在图5中所标示出。类似射线222b的电荷交换射束的拒斥是根据本发明而主要为借着一机械狭缝系统124所完成，运用自电荷交换离子的信号为发生于扫描的不同相位的事实，则可将其为进一步拒斥，藉由应用一电子式闸门至该信号以除了环绕主要尖峰的窄区域而切除法拉第杯122的所有信号，如图6所示。此是可藉由同步于射束扫描时序之电子式闸门控而作成这通过与束扫描时序同步的电子式闸门控(gating)而实现。

例如，如果原始信号(可以是I/V输出)通过以与束扫描同步的短的时间间隔打开的电闸门，可以消减上述两种类型噪音的大部分，如图6波形图的底部线所示的。电闸门可以延伸至更多的更广的应用中，其中任何时候杯形信号由与扫描波形同步的脉冲构成。任何时候束脉冲倾向于被掩埋在随机的噪音或DC噪音之间，通常面临测量束电流范围的低端，电闸门可以简单地用作噪音抑制。电闸门还可以用作电子束准直器以拒绝来自相邻轨线涉及不同束扫描相位的“偏离角”的束。

现在参照图7，根据本发明还应该注意到，虽然这里示例性的方法700图示并描述为一系列的动作或事件，但是应该认识到，本发明不限于图示的这种动作或事件的次序，因为一些步骤可以以与这里图示的和描述的不同的次序和/或与其他步骤同时发生。此外，不是所有的示出的步骤对实施根据本发明的方法都是必要的。而且，应该认识到，这些方法可以与这里图示和描述的系统300以及这里没有示出的其他系统联系应用。

方法700在步骤702开始，其中离子源产生离子束并且引导束进入质量分析器。质量分析器的磁场强度可以根据荷质比比值进行选择。质量分析器(如果采用)，则可以配置在离子源的下游。

在质量分析器的下游和撞击工件之前，离子束可以从笔状的束流被扫描成带状离子束，并且其经历另一束弯曲组件，例如角度校正器磁体或角能量滤波器(AEF)。在步骤704，在放置在束弯曲组件的出口开口处的一个或多个法拉第杯测量离子束电流(例如见图2)。应该认识到，在一个实施例中，电流可以是法拉第杯读数的平均或是来自单一束电流测量装置的单一读数。

在步骤706，基于离子束电流读数控制工件相对于离子束的慢扫描速度以最大化工件处的剂量均匀性。

此外，方法700中的法拉第杯可以采用一个或多个狭缝以限制偏离离子束的接收，以便进一步改善离子束的测量。此外，在另一实施例中，可以结合法拉第杯(或其他束电流测量装置)采用电闸门以基于上游扫描仪的扫描电压选择地拦截束电流读数。以此方式，法拉第杯仅在扫描束通过杯的时候记录束电流，由此减少噪音并进一步改善离子束电流精确性。

虽然本发明已经示出并描述了特定应用和实施方式，但是应该认识到，本领域技术人员在阅读和理解本说明书及其附图的情况下将得出替换的和修改的实例。尤其地，上面描述的部件(组件、装置、电路、系统等)执行的多种功能，用以描述这些部件的术语(包括“装置”)是为了对应执行这里描述的部件(即，功能等价物)的具体功能、甚至与这里公开的执行这里示出的示例性应用的结构不是结构上的等价物的具体功能。此外，虽然本发明的具体特征可以用若干个应用中的仅一个公开，但是在期望的时候且对给定的或特定应用有利的时候这种特征可以与其他应用的一个或多个其他特征结合。此外，在术语“包括”、“包含”、“具有”及其变体用在详细说明书中或权利要求中程度内，这些术语是为了以类似术语“包括”的方式被包含的。

Claims (20)

1.一种离子注入系统，包括：

束弯曲组件，配置成接收具有第一方向的带状离子束，以及将带状离子束弯曲以沿第二方向行进；

末端站，定位在束弯曲组件的下游，其中末端站配置成接收沿第二方向行进的带状离子束，并且进一步配置成将工件固定，离子注入所述工件内；和

束电流测量系统，位于束弯曲组件的出口开口处，以及配置成在束弯曲组件的出口开口处测量带状离子束的束电流。

2.如权利要求1所述的离子注入系统，其中带状离子束具有沿第三方向延伸的宽度，以及所述离子注入系统还包括剂量测定控制系统，剂量测定控制系统配置成接收来自束电流测量系统的测量的束电流并控制在末端站上沿大体与第三方向正交的第四方向的工件扫描。

3.如权利要求1所述的离子注入系统，其中束电流测量系统包括在其入口处具有一个或多个狭缝的法拉第杯，其中一个或多个狭缝操作以将带状离子束的离子的接收限制在相对于法拉第杯的轴线的预定角度范围。

4.如权利要求3所述的离子注入系统，还包括可操作地与法拉第杯相关联的闸门，以及所述闸门被配置成选择地阻止法拉第杯记录束电流。

5.如权利要求4所述的离子注入系统，其中闸门配置成作为定位在束弯曲组件上游的扫描仪的扫描电压的函数选择地阻止法拉第杯记录束电流。

6.如权利要求4所述的离子注入系统，其中闸门配置成允许法拉第杯在扫描离子束掠过法拉第杯入口处的一个或多个狭缝时记录束电流，并阻止法拉第杯记录其他的束电流。

7.如权利要求1所述的离子注入系统，其中带状离子束包括沿其宽度方向的边缘，以及束电流测量系统包括两个法拉第杯，每个法拉第杯定位在束弯曲组件的出口开口处带状离子束的相应的边缘。

8.如权利要求7所述的离子注入系统，其中带状离子束具有沿第三方向延伸的宽度，并且所述离子注入系统还包括剂量测定控制系统，剂量测定控制系统配置成一起接收并平均来自两个法拉第杯的测量的束电流，并控制工件在末端站上大体与第一方向正交的第四方向上的扫描。

9.如权利要求7所述的离子注入系统，其中两个法拉第杯每一个在其入口处具有一个或多个狭缝，其中一个或多个狭缝操作以将带状离子束的离子的接收限制在相对于相应的法拉第杯的轴线的预定角度范围。

10.如权利要求1所述的离子注入系统，其中末端站在处理室内，所述处理室具有可操作地与其相关的真空泵以在其内实现真空，并且其中束弯曲组件位于磁体室内，并且所述离子注入系统还包括传导限制器，所述传导限制器配置成将处理室与磁体室耦合在一起，并且所述传导限制器还配置成减少从末端站上的工件至磁体室排气的流入通量。

11.如权利要求10所述的离子注入系统，还包括真空泵，真空泵可操作地与磁体室相关联并且配置成在磁体室内保持期望的真空条件。

12.如权利要求1所述的离子注入系统，其中弯曲组件包括角能量滤波器。

13.一种在离子注入系统内执行剂量测定控制的方法，包括下列步骤：

使用束弯曲组件弯曲带状离子束；

测量在束弯曲组件的出口开口处带状离子束的束电流；

作为测量的离子束电流的函数控制工件相对于带状离子束的扫描。

14.如权利要求13所述的方法，其中测量束电流的步骤包括将法拉第杯定位在束弯曲组件的出口开口处。

15.如权利要求14所述的方法，还包括将通过法拉第杯接收的带状离子束的离子的接收限制至相对于法拉第杯的轴线的预定角度。

16.如权利要求13所述的方法，其中带状离子束包括沿其宽度方向的边缘，测量束电流的步骤包括将法拉第杯定位在束弯曲组件的出口开口处带状离子束的每个边缘。

17.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：平均所测量的来自法拉第杯的束电流并且作为平均束电流的函数控制工件的扫描。

18.如权利要求14所述的方法，还包括：在弯曲带状离子束之前将笔状束扫描成带状离子束；和作为将笔状离子束扫描为带状离子束的函数选择地阻止法拉第杯记录束电流测量值。

19.如权利要求18所述的方法，其中选择地阻止的步骤包括允许法拉第杯在扫描的离子束掠过法拉第杯时记录束电流，并且阻止法拉第杯记录其他束电流。

20.如权利要求13所述的方法，其中工件位于处理室内的末端站上，并且束弯曲组件位于磁体室内，所述方法还包括步骤：用配置成减小从工件到磁体室的排气的流入通量的传导限制器将处理室耦合至磁体室。

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